Analysis of the viral genetic determinants of symptom induction by a begomovirus in tomato and Nicotiana benthamiana / Análise de determinantes virais envolvidos na indução diferencial de sintomas por begomovírus em tomateiro e Nicotiana benthamiana

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

Os vírus pertencentes à família Geminiviridae são caracterizados pelo genoma composto por DNA circular de fita simples, encapsidado em uma partícula icosaédrica geminada. As espécies do gênero Begomovirus possuem grande importância econômica. No Brasil, o tomateiro é infectado por um complexo com pelo menos oito espécies de begomovírus. Dentre estas, o Tomato yellow spot virus (ToYSV) é uma espécie que desperta interesse, pois apesar de ter sido isolado do tomateiro, possui características moleculares e filogenéticas mais semelhantes às de begomovírus isolados de Sida sp. O ToYSV induz sintomas precoces e severos em tomateiro e em Nicotiana benthamiana em comparação a outros begomovírus, como o Tomato rugose mosaic virus (ToRMV). As diferenças na precocidade e na severidade dos sintomas podem ser devidas a um maior grau de adaptação do ToYSV a estes hospedeiros. Os objetivos deste trabalho foram estudar a natureza do relacionamento entre o ToYSV e outros begomovírus, e identificar os determinantes genéticos virais responsáveis pelas indução diferencial de sintomas entre o ToYSV e o ToRMV. O ToYSV não foi capaz de formar pseudo-recombinantes viáveis com nenhum dos begomovírus isolados de Sida. Entre os begomovírus isolados de tomateiro, o ToYSV formou pseudorecombinantes com o ToCrLYV (com o qual apresenta sequência conservada na origem de replicação) e com o TGMV (com o qual não apresenta sequência conservada). Esses resultados indicam que a proteína Rep do TGMV é capaz de reconhecer componentes heterólogos com sequências distintas na origem de replicação, e demonstram que vírus com origem recombinante podem ser mais próximos, em termos de trans-replicação, de vírus com menor relacionamento filogenético, desde que a recombinação ocorra em uma região do genoma não envolvida na replicação viral. Em tomateiro, o acúmulo do ToYSV é inicialmente superior ao do ToRMV, entretanto o acúmulo de ambos os vírus se torna semelhante ao final do ciclo de infecção. Em N. benthamiana o acúmulo do ToYSV é bem superior ao do ToRMV durante toda a infecção. Ensaios de replicação em protoplastos de Nicotiana tabacum demonstraram que ambos os vírus replicam na mesma taxa. Em tomateiro, apenas células dos feixes vasculares apresentaram-se infectadas por ambos os vírus. Já em N. benthamiana o ToYSV foi detectado em células do mesófilo e dos feixes vasculares, enquanto o ToRMV permaneceu restrito ao floema, indicando que maior severidade dos sintomas induzidos pelo ToYSV nesse hospedeiro pode ser resultado de sua capacidade de invadir diferentes tecidos. Em tomateiro não ocorreu sinergismo entre os dois vírus, enquanto em N. benthamiana houve sinergismo, com maior acúmulo de DNA do ToRMV em infecção mista comparada à infecção simples. O sinergismo foi consequência da mudança do tropismo de tecido do ToRMV, que foi capaz de invadir o mesófilo em plantas com infecção mista. Genomas híbridos entre os dois vírus foram construídos e avaliados quanto ao ganho ou perda das características analisadas. Foram construídos dois recombinante recíprocos, o primeiro baseado no ToRMV contendo os genes MP e NSP do ToYSV, e o segundo baseado no ToYSV porém contendo os genes MP e NSP do ToRMV. Em tomateiro, o ToRMV recombinante induziu sintomas e acumulou DNA de forma similar ao ToRMV. Em N. benthamiana o recombinante induziu sintomas mais severos e acumulou mais DNA em relação ao ToRMV, porém os sintomas foram menos severos em relação ao ToYSV. O ToRMV recombinante em N. benthamiana permaneceu restrito ao floema. O ToYSV recombinante, quando inoculado em tomateiro, induziu sintomas mais atenuados e acumulou menos DNA em comparação ao ToYSV, porém os sintomas foram mais severos em relação ao ToRMV. Similarmente, quando inoculado em N. benthamiana induziu sintomas menos severos do que o ToYSV. O ToYSV recombinante foi capaz de invadir e infectar células do mesófilo em N. benthamiana. Os resultados sugerem que os genes MP e NSP estão envolvidos na adaptação do ToYSV ao tomateiro e N. benthamiana, porém outros genes e/ou regiões reguladoras também devem estar envolvidos. Além disso a contribuição dos genes MP e NSP na adaptação de begomovírus é dependente do hospedeiro e do background genético do vírus.

ASSUNTO(S)

viral genetic determinants fitopatologia indução de sintomas nicotiana benthamiana nicotiana benthamiana tomato symptom induction begomovírus tomate determinantes virais begomovirus

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